RU2475294C2 - Method of removing drops of contaminant from gas flow and rinsing chute - Google Patents
Method of removing drops of contaminant from gas flow and rinsing chute Download PDFInfo
- Publication number
- RU2475294C2 RU2475294C2 RU2010103802/05A RU2010103802A RU2475294C2 RU 2475294 C2 RU2475294 C2 RU 2475294C2 RU 2010103802/05 A RU2010103802/05 A RU 2010103802/05A RU 2010103802 A RU2010103802 A RU 2010103802A RU 2475294 C2 RU2475294 C2 RU 2475294C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid
- gas
- tray
- washing
- fluid
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
- B01D47/06—Spray cleaning
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
- B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
- B01D3/16—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid
- B01D3/18—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid with horizontal bubble plates
- B01D3/20—Bubble caps; Risers for vapour; Discharge pipes for liquid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
- B01D47/12—Washers with plural different washing sections
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/18—Absorbing units; Liquid distributors therefor
- B01D53/185—Liquid distributors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится к способу удаления капель загрязняющей жидкости из потока газа и относится к промывочному лотку, который предназначен для реализации этого способа.The present invention relates to a method for removing droplets of contaminating liquid from a gas stream and relates to a washing tray that is intended to implement this method.
Уровень техникиState of the art
Процессы обработки газа могут быть очень чувствительны к загрязнению подаваемого газа жидкими углеводородами. Примером может служить аминовая очистка, например процесс Sulfinol фирмы Shell, в которой из потока газа, в частности природного газа, удаляют соединения нефтяных газов, содержащих сероводород, указанный процесс осуществляют с помощью цикла абсорбции/регенерации. Жидкие углеводороды увеличивают склонность абсорберов к пенообразованию, что известно, например, из документа «Texas plant solves foam problems with modified MEA system», авторы C.R.Pauley, B.A.Perlmutter, журнал Oil & Gas Journal, февраль 1988 г., стр.67-70. Вспенивание приводит к недостаточной эффективности удаления нефтяных газов, содержащих сероводород, и, следовательно, к уменьшению пропускной способности для газа. Количество жидких углеводородов, составляющее до 50 частей на миллион по объему, уже может отрицательно воздействовать на эффективность обрабатывающей установки.Gas processing processes can be very sensitive to contamination of the feed gas with liquid hydrocarbons. An example is amine purification, for example, Shell's Sulfinol process, in which oil gas compounds containing hydrogen sulfide are removed from a gas stream, in particular natural gas, this process is carried out using an absorption / regeneration cycle. Liquid hydrocarbons increase the tendency of absorbers to foam, as is known, for example, from the document Texas plant solves foam problems with modified MEA system, authors CRPauley, BAPerlmutter, Oil & Gas Journal, February 1988, pp. 67-70 . Foaming leads to insufficient removal of petroleum gases containing hydrogen sulfide, and, consequently, to a decrease in gas throughput. The amount of liquid hydrocarbons, up to 50 parts per million by volume, can already adversely affect the efficiency of the processing plant.
Более того, эти углеводородные загрязнения обычно присутствуют в виде небольших капель, диаметр которых имеет порядок микрометров и менее. Из-за небольших размеров капель и малой концентрации жидкие загрязнения трудно удалять. Использования обычных коагуляторов, таких как проволочная сетка, недостаточно для объединения большей части жидких загрязнений до капель больших размеров, которые могут быть удалены, например, с помощью центробежного сепаратора жидкости, например вихревой тарелки, во входном сепараторе до установки обработки газа. Так что даже высокоэффективные сепараторы с трудом справляются с удалением капель малого размера. Одна возможность удаления состоит в использовании фильтрующих систем, но для получения достаточной эффективности эти системы должны быть очень большими, кроме того, они отличаются очень большим перепадом давления и их трудно эксплуатировать из-за необходимости регулярной замены фильтров и соответствующих угроз безопасности. Более того, фильтры из волокна порождают большое количество твердых отходов.Moreover, these hydrocarbon contaminants are usually present in the form of small droplets, the diameter of which is of the order of micrometers or less. Due to the small size of the droplets and the low concentration, liquid contaminants are difficult to remove. The use of conventional coagulators, such as a wire mesh, is not sufficient to combine most of the liquid contaminants into large droplets that can be removed, for example, using a centrifugal liquid separator, such as a vortex plate, in the inlet separator before the gas treatment unit. So even high-performance separators can hardly cope with the removal of small droplets. One possibility of removal is to use filtering systems, but in order to obtain sufficient efficiency, these systems must be very large, in addition, they have a very large pressure drop and are difficult to operate due to the need to regularly replace the filters and the corresponding security risks. Moreover, fiber filters generate a large amount of solid waste.
Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить улучшенный способ и устройство удаления капель загрязняющей жидкости из потока газа.An object of the present invention is to provide an improved method and apparatus for removing droplets of contaminant from a gas stream.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Для этого предложен способ удаления капель жидких загрязнений из потока газа, указанный способ включает в себя следующее:For this, a method is proposed for removing droplets of liquid contaminants from a gas stream, the method includes the following:
- в сосуде предусматривают промывочный лоток, который содержит, по меньшей мере, одно устройство с вихревой трубкой, причем, по меньшей мере, одно устройство с вихревой трубкой содержит впускное отверстие для газа, впускное отверстие для промывочной жидкости и участок очистки, средство придания завихрения, расположенное ниже по потоку относительно участка очистки, выпускное отверстие для очищенного газа и выпускное отверстие для жидкости;- in the vessel provide a washing tray, which contains at least one device with a vortex tube, and at least one device with a vortex tube contains an inlet for gas, an inlet for washing liquid and a cleaning section, means for imparting a swirl, located downstream of the cleaning area, an outlet for purified gas and an outlet for liquid;
- впускают поток газа, содержащий капли жидкого загрязнения, по меньшей мере, в одну вихревую трубку через впускное отверстие для газа, по меньшей мере, одной вихревой трубки;- letting in a gas stream containing droplets of liquid contamination in at least one vortex tube through the gas inlet of the at least one vortex tube;
- впускают промывочную жидкость в поток газа, по меньшей мере, в одной вихревой трубке через впускное отверстие для промывочной жидкости, что делают с целью формирования смеси газ/жидкость, в которой капли промывочной жидкости рассеяны по потоку газа;- the washing liquid is admitted into the gas stream in at least one vortex tube through the washing liquid inlet, which is done in order to form a gas / liquid mixture in which droplets of the washing liquid are scattered through the gas stream;
- дают возможность каплям промывочной жидкости и каплям жидкого загрязнения взаимодействовать в участке очистки;- enable droplets of washing liquid and drops of liquid contamination to interact in the cleaning area;
- пропускают смесь газ/жидкость вдоль средства придания завихрения с тем, чтобы осуществить центробежное разделение смеси газ/жидкость на очищенный газ и жидкость; и- passing the gas / liquid mixture along the swirl means so as to effect centrifugal separation of the gas / liquid mixture into purified gas and liquid; and
- удаляют очищенный газ и жидкость из выпускного отверстия для очищенного газа и выпускного отверстия для жидкости.- remove the purified gas and liquid from the outlet for the purified gas and the outlet for the liquid.
Изобретение основано на понимании того, что жидкие загрязнения могут быть эффективно удалены с помощью промывочного лотка, содержащего вихревые трубки. Лотки с вихревыми трубками обычно используются для отделения из потока газа жидких капель среднего и большого размера (больше приблизительно 20 мкм). Например, в заявке на европейский патент №ЕР 195464 описан высокоэффективный сепаратор, который является улучшением центробежного сепаратора жидкости, известного из заявки на европейский патент №ЕР 048508. Выше по направлению потока относительно центробежного сепаратора жидкости расположен коагулятор, представляющий собой влагоотделитель, пакетную систему лопастей или структурированную насадку. В документе ЕР 195484 признано, что центробежные сепараторы жидкости, содержащие вихревые трубки, недостаточно эффективны при отделении жидкости, присутствующей в мелкодисперсной форме. Для этого сначала коагулятор собирает капли жидкости, которые затем могут быть отделены центробежным сепаратором жидкости, содержащим вихревые трубки. Тем не менее, оказалось, что на практике влагоотделяющие коагуляторы недостаточно объединяют мелкие капли загрязнений.The invention is based on the understanding that liquid contaminants can be effectively removed using a flushing tray containing vortex tubes. Vortex tube trays are typically used to separate medium and large liquid droplets (greater than about 20 microns) from a gas stream. For example, European Patent Application No. EP 195464 describes a highly efficient separator, which is an improvement in the centrifugal liquid separator known from European Patent Application No. EP 048508. A coagulator, which is a moisture separator, a pack of blades, or structured nozzle. EP 195484 recognizes that centrifugal liquid separators containing vortex tubes are not efficient enough to separate liquid present in finely divided form. For this, the coagulator first collects liquid droplets, which can then be separated by a centrifugal liquid separator containing vortex tubes. Nevertheless, it turned out that in practice dehumidifying coagulators do not sufficiently combine small droplets of contaminants.
В настоящем изобретении промывочную жидкость в рассеянной форме вводят в находящуюся выше по потоку часть вихревой трубки. В участке очистки небольшие капли жидкого загрязнения, которые обычно текут вдоль газа, могут быть захвачены благодаря взаимодействию с рассеянной промывочной жидкостью. Капли промывочной жидкости достаточно велики для того, чтобы их эффективно извлечь в ходе последующей центробежной сепарации.In the present invention, scattered wash liquid is introduced into the upstream part of the vortex tube. In the cleaning section, small droplets of liquid contamination, which usually flow along the gas, can be trapped due to the interaction with the dispersed wash liquid. The droplets of the washing liquid are large enough to be effectively removed during the subsequent centrifugal separation.
Заметим, что в заявке на европейский патент №ЕР 828543 В1 описано использование горизонтального лотка, содержащего вихревые трубки, для удаления из природного газа водяного пара путем встречного контакта природного газа, содержащего водяной пар, и гликоля. Гликоль является растворителем для водяного пара, но удаление капель загрязнения из природного газа не описано.Note that European Patent Application No. EP 828543 B1 describes the use of a horizontal tray containing vortex tubes to remove water vapor from natural gas by back-contacting natural gas containing water vapor and glycol. Glycol is a solvent for water vapor, but the removal of pollution droplets from natural gas is not described.
Количество промывочной жидкости, которое добавляют в поток газа, обычно значительно превосходит количество жидких загрязнений в газе. Следовательно, жидкость, отделенная устройством с вихревыми трубками, в основном состоит из промывочной жидкости, содержащей только небольшое количество жидких загрязнений. Целесообразно, чтобы, по меньшей мере, часть отделенной жидкости была возвращена в пространство подачи промывочной жидкости, расположенное в промывочном лотке, причем указанное пространство сообщается с впускным отверстием для жидкости, по меньшей мере, одной вихревой трубки. Благодаря этой рециркуляции промывочной жидкости в промывочном лотке, может быть эффективно установлено выгодное высокое отношение жидкости и газа, например, находящееся в диапазоне от 5 до 15 л/м3, такое как 10 л/м3. Центробежная сепарация в вихревых трубках может быть осуществлена с такими высокими отношениями жидкости к газу.The amount of flushing fluid that is added to the gas stream is usually significantly greater than the amount of liquid contaminants in the gas. Therefore, the liquid separated by the vortex tube apparatus mainly consists of a flushing fluid containing only a small amount of liquid contaminants. It is advisable that at least a portion of the separated liquid is returned to the wash fluid supply space located in the wash tray, said space communicating with the fluid inlet of the at least one vortex tube. Due to this recirculation of the washing liquid in the washing tray, an advantageous high liquid-gas ratio can be effectively set, for example, in the range of 5 to 15 l / m 3 , such as 10 l / m 3 . Centrifugal separation in vortex tubes can be carried out with such high liquid to gas ratios.
В специальном варианте осуществления промывочный лоток содержит пластину лотка, на которой, при нормальном функционировании, присутствует промывочная жидкость, причем промывочную жидкость допускают к промывочному лотку с использованием средства подачи жидкости, которое содержит выпускное отверстие для промывочной жидкости, расположенное выше упомянутой пластины лотка. Таким образом, можно эффективно смешивать свежуют промывочную жидкость и жидкость, возвращенную из устройства с вихревыми трубками. Пластина лотка может являться верхней пластиной лотка, содержащей отверстия, ведущие в расположенное ниже пространство подачи жидкости.In a special embodiment, the washing tray comprises a tray plate on which, during normal operation, a washing liquid is present, the washing liquid being admitted to the washing tray using a liquid supply means that comprises a washing liquid outlet located above said tray plate. In this way, freshly flushing fluid and fluid returned from the vortex tube apparatus can be mixed effectively. The tray plate may be an upper tray plate containing openings leading to a lower fluid supply space.
Вода является эффективной промывочной жидкостью для обработки потоков природного газа с загрязнениями из жидких углеводородов. Оказалось, что не возникает проблемы при использовании промывочной жидкости, которая не смешивается с загрязняющей жидкостью, и считается, что это объясняется тем, что механизм взаимодействия капель загрязнения и промывочной жидкости имеет механическую/физическую природу. Фактически использование промывочной жидкости, которая не смешивается с загрязняющей жидкостью, облегчает последующее разделение жидкостей, так что промывочная жидкость может быть легче возвращена в оборот. Другим вариантом промывочной жидкости при обработке природного газа является конденсат природного газа, хотя в этом случае требуется больший сосуд. Гликоль не является подходящей промывочной жидкостью из-за своей высокой вязкости и склонности к пенообразованию.Water is an effective flushing fluid for treating natural gas streams with contaminants from liquid hydrocarbons. It turned out that there is no problem when using a washing liquid that does not mix with a polluting liquid, and it is believed that this is due to the fact that the mechanism of interaction of the droplets of pollution and the washing liquid has a mechanical / physical nature. In fact, the use of a wash liquid that is not miscible with the contaminant liquid facilitates the subsequent separation of the liquids, so that the wash liquid can more easily be returned to circulation. Another option for flushing liquid in natural gas processing is natural gas condensate, although a larger vessel is required in this case. Glycol is not a suitable flushing fluid due to its high viscosity and a tendency to foam.
Кроме того, в изобретении предложен промывочный лоток, предназначенный для использования в сосуде с целью удаления капель жидкого загрязнения из потока газа с помощью промывочной жидкости, причем указанный промывочный лоток содержит пластину лотка, пространство подачи жидкости, расположенное выше пластины лотка, и устройство с вихревыми трубками, при этом устройство с вихревыми трубками содержит трубку с впускным отверстием для газа, которое выходит из под пластины лотка, тянется в направлении ниже по потоку и доходит до пластины лотка, содержит средство рассеивания капель жидкости по газу, расположенное ниже по направлению потока относительно впускного отверстия для газа; средство придания завихрения, расположенное в трубке ниже по потоку относительно средства рассеивания жидкости; и направляющее средство, предназначенное для направления жидкости от верхнего конца открытой трубки вниз к пространству подачи жидкости, указанный промывочный лоток дополнительно содержит средство подачи жидкости, предназначенное для подачи промывочной жидкости к лотку, при этом средство подачи жидкости содержит выпускное отверстие, расположенное на некотором расстоянии над пространством подачи жидкости.In addition, the invention provides a flushing tray for use in a vessel to remove droplets of liquid contamination from a gas stream using a flushing liquid, said flushing tray comprising a tray plate, a fluid supply space located above the tray plate, and a vortex tube device while the device with vortex tubes contains a tube with a gas inlet that exits from under the tray plate, stretches in the downstream direction and reaches the tray plate comprises a means for dispersing liquid droplets through the gas, located lower in the direction of flow relative to the gas inlet; swirl means located in the tube downstream of the liquid dispersing means; and guiding means for guiding the liquid from the upper end of the open tube down to the liquid supply space, said washing tray further comprises a liquid supply means for supplying washing liquid to the tray, wherein the liquid supply means comprises an outlet located at some distance above fluid supply space.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Далее более подробно будет описан один вариант осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:Next, one embodiment of the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which:
фиг.1 - вид, схематически в вертикальном разрезе показывающий промывочный лоток, соответствующий изобретению и установленный в вертикальном сосуде;figure 1 is a view schematically in vertical section showing a washing tray according to the invention and installed in a vertical vessel;
фиг.2 - увеличенный вид узла А на фиг.1;figure 2 is an enlarged view of the node And in figure 1;
фиг.3 - вид сверху, схематически показывающий промывочный лоток, соответствующий изобретению;FIG. 3 is a plan view schematically showing a flushing tray according to the invention; FIG.
фиг.4 - вид, схематически показывающий вертикальный разделительный сосуд, который содержит промывочный лоток, соответствующий изобретению; иFIG. 4 is a view schematically showing a vertical separation vessel that comprises a washing tray according to the invention; and
фиг.5 - вид, графически показывающий результаты вычислений эффективности Е захвата капель размера 1 мкм в зависимости от размера dd собирающих капель и отношения L/G промывочная жидкость/газ.5 is a view graphically showing the results of calculating the efficiency E of capturing droplets of
Одинаковые ссылочные позиции, используемые на различных фигурах, обозначают одинаковые или аналогичные элементы.The same reference numbers used in various figures indicate the same or similar elements.
Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
На фиг.1 схематически показано поперечное сечение одного варианта осуществления промывочного лотка с вихревыми трубками, который соответствует настоящему изобретению. Промывочный лоток расположен в вертикальном сосуде или колонне 1, содержащей корпус 2, в котором расположен промывочный лоток 3. В показанном варианте осуществления изобретения корпус представляет собой стенку сосуда, в других вариантах осуществления изобретения корпус может быть расположен в сосуде отдельно.Figure 1 schematically shows a cross section of one embodiment of a flushing tray with vortex tubes, which corresponds to the present invention. The flushing tray is located in a vertical vessel or
Промывочный лоток 3 показан в горизонтальном положении, предназначенном для штатной эксплуатации, и содержит верхнюю горизонтальную пластину 6 и нижнюю горизонтальную пластину 7. Между верхней и нижней горизонтальными пластинами 6 и 7 находится пространство 8 подачи жидкости. Кроме того, промывочный лоток 3 снабжен устройством 13 с вихревой трубкой. Для иллюстрации на чертеже показаны два таких устройства. Может быть предусмотрено большее или меньшее количество устройств с вихревой трубкой. Устройство 13 с вихревой трубкой содержит открытую трубку 15, направленную от места, расположенного выше верхней горизонтальной пластины 6, и проходящую через отверстие 18 в пластине 6 до отверстия 19 в нижней горизонтальной пластине 7. Также трубка может проходить через нижнюю пластину 7 так, чтобы входное отверстие трубки было расположено под нижней пластиной. Отверстие 19 является входным отверстием для газа, поступающего из-под нижней горизонтальной пластины 7. На чертеже направление вниз по потоку в открытой трубке 15 представляет собой направление вверх.The flushing tray 3 is shown in a horizontal position, intended for normal operation, and contains an upper
Кроме того, устройство 13 с вихревой трубкой содержит входное отверстие для жидкости, выполненное в виде устройства 22 подачи жидкости. Устройство 22 подачи жидкости содержит открытый канал 25, снабженный направленным вверх отверстием 26 подачи жидкости, при этом открытые концы открытого канала 25 направлены в пространство 8 подачи жидкости, так что указанный открытый канал сообщается с указанным пространством. Для ясности заметим, что канал 25 не блокирует направленный вверх вертикальный проход газа в трубку 15 из пространства, расположенного ниже трубки 15. В этом примере отверстие 26 подачи жидкости размещено по центру в открытой трубке 25 и расположено таким образом, что представляет собой средство рассеивания капель жидкости по газу, текущему при нормальном функционировании вверх через трубку 15, то есть вниз по направлению потока от входного отверстия 19 для газа.In addition, the
Кроме того, устройство 13 с вихревой трубкой содержит участок 28 очистки, в котором взаимодействуют газ и жидкость, рассеянная устройством подачи жидкости, и содержит средство 30 придания завихрения, расположенное в открытой трубке 15 на некотором расстоянии над устройством 22 подачи жидкости. Подходящее расстояние составляет, по меньшей мере, половину диаметра трубки 15 или более, предпочтительно один диаметр или более, например два диаметра или более. Более того, предусмотрено направляющее средство 31, предназначенное для направления жидкости от верхнего конца открытой трубки 15 на верхнюю горизонтальную пластину 6. Направляющее средство 31 содержит внешнюю трубку 32, внешний конец которой загибается внутрь поверх верхней кромки трубки 15. Внешняя трубка 32 охватывает открытую трубку 15 и идет вниз на некоторое расстояние до точки, расположенной над верхней горизонтальной пластиной 6.In addition, the
Центральное выпускное отверстие 33 для газа позволяет газу выходить вверх из устройства с вихревой трубкой. В варианте осуществления изобретения, показанном на чертеже, направляющее средство 31 дополнительно содержит чашеобразное выпускное отверстие для газа, расположенное в верхнем конце внешней трубки. Для иллюстрации этого варианта осуществления изобретения чашеобразное выпускное отверстие 34 для газа показано в виде части направляющего устройства 31, принадлежащее к самому правому устройству 13 с вихревой трубкой лотка 3. Указанное выпускное отверстие показано расположенным над внутренней кромкой нижнего направляющего средства и таким образом может служить для улавливания капель жидкости, которые повторно захвачены у нижней кромки.The central gas outlet 33 allows gas to flow upward from the vortex tube apparatus. In the embodiment of the invention shown in the drawing, the guide means 31 further comprises a cup-shaped gas outlet located at the upper end of the outer tube. To illustrate this embodiment of the invention, the cup-shaped gas outlet 34 is shown as part of a guide device 31 belonging to the
Верхняя часть трубки 15, расположенная ниже по потоку относительно средства 30 придания завихрения, может быть снабжена отверстиями, таким как прорези, расположенными в стенке, но также верхняя часть трубки 15 может быть закрытой.The upper part of the
Промывочный лоток 3 может дополнительно содержать открытую выпускную трубу 35, имеющую входное отверстие 37, расположенное над верхней горизонтальной пластиной 6, и выходное отверстие, расположенное под нижней горизонтальной пластиной 7. Между верхней пластиной 6 и входным отверстием 37 сформировано пространство 38 сбора жидкости.The flushing tray 3 may further comprise an
На фиг.2, которая соответствует участку А с фиг.1, показан специальный вариант осуществления средства рассеивания жидкости по потоку газа. В этом варианте осуществления изобретения непосредственно над отверстием 26 подачи жидкости расположен отражатель 40. Целесообразно, чтобы отражатель 40 представлял собой пластину, диаметр которой составляет вплоть до половины внутреннего диаметра открытой трубки 15, и целесообразно, чтобы указанный диаметр находился в диапазоне от одной десятой до половины внутреннего диаметра открытой трубки 15. В других вариантах осуществления изобретения средство рассеивания жидкости может содержать более одного отверстия, например отверстия, расположенные на расстоянии от центра трубки 15. Может быть предусмотрено большее количество каналов 25, например каналы, расположенные в трубке 15 параллельно указанному каналу. Если газ, снизу попадающий в устройства 13 с вихревой трубкой, имеет вихревую компоненту, то канал (каналы) 25 также служат для разрушения этого вихревого движения. Вместо отражателя 40 может быть предусмотрена сетка, на которой сформирована пленка из жидкости и с которой капли промывочной жидкости могут быть захвачены проходящим газом. Вообще говоря, целесообразно, чтобы рассеивание обеспечивалось созданием пленки жидкости в месте, где указанная пленка может быть легко разрушена и захвачена протекающим газом, например, у острых кромок отражателя 40. Доступной высоты промывочной жидкости обычно недостаточно для осуществления рассеивания через сопло или подобный узел.Figure 2, which corresponds to section A of figure 1, shows a special embodiment of a means for dispersing a liquid through a gas stream. In this embodiment, the
Как показано на фиг.1, промывочный лоток дополнительно содержит средство подачи жидкости, предназначенное для подачи промывочной жидкости к лотку, указанное средство имеет вид коллектора 50 для промывочной жидкости. Коллектор 50 для промывочной жидкости, соответствующий этому варианту осуществления изобретения, представляет собой канал 52, расположенный горизонтально и тянущийся вдоль диаметра сосуда 1 над устройствами 13 с вихревой трубкой. Здесь показано, что канал 52 проходит через одну сторону корпуса, причем через указанную сторону корпуса подают жидкость, но надо понимать, что возможны другие пути для канала 52. Канал снабжен выпускными отверстиями 53. Расположенный ниже по потоку конец 54 закрыт.As shown in FIG. 1, the washing tray further comprises a liquid supply means for supplying washing liquid to the tray, said means having the form of a
Впускное отверстие для жидкости, ведущее в пространство 8 подачи жидкости из пространства над верхней пластиной 6, предусмотрено в виде впускных отверстий 56. Из фиг.2 кажется, что выпускные отверстия 53 из коллектора 50 промывочной жидкости расположены непосредственно над впускными отверстиями 56 и впускными отверстиями 37 выпускной трубы, тем не менее, целесообразно, чтобы присутствовало смещение в направлении, перпендикулярном плоскости бумаги, чтобы промывочная жидкость выходила из выпускных отверстий 53 на верхнюю пластину лотка. Это станет ясно после рассмотрения фиг.3, которая является видом сверху варианта осуществления изобретения.A fluid inlet leading to a
На фиг.3 показан вид сверху промывочного лотка, соответствующего изобретению. Несколько устройств 13 с вихревой трубкой расположено согласно шаблону в виде сетки. Коллектор 50 для промывочной жидкости тянется вдоль диаметра сосуда 1. Четыре впускных отверстия 56 на каждую вихревую трубку расположены так, как показано. Также обозначены выпускные трубы 35. В вертикальной проекции впускные отверстия 56 для жидкости и выпускные трубы 35 смещены относительно выпускных отверстий 53. Показанный здесь лоток опирается на кольцо 58, прикрепленное к корпусу 2 или к вертикальному сосуду 1.Figure 3 shows a top view of the wash tray of the invention.
На фиг.4 схематически показан промывочный лоток 3 с вихревыми трубками, причем он установлен в вертикальном сосуде 1 вместе с другими внутренними устройствами. Промывочный лоток 3 установлен в отдельном корпусе 2, расположенном в сосуде 1, при этом указанный корпус подвешен с помощью уплотненной опоры 60 к разделительной вихревой тарелке 62, где разделительная вихревая тарелка 62 с уплотнением установлена в сосуде 1 с помощью опорной пластины 63.Figure 4 schematically shows a flushing tray 3 with vortex tubes, and it is installed in a
Устройство 70 впуска газа предусмотрено с целью впуска газа из подающей линии 71 и с целью проведения предварительной сепарации. Устройство впуска газа, схематически показанное на фиг.4, является так называемым впускным устройством лопастного типа, которое известно, например, из заявки на патент Великобритании №1119699. Такое впускное устройство лопастного типа служит для впуска газа, его распределения по поперечному сечению сосуда и предварительной сепарации любых больших капель жидкости путем отклонения под действием центробежных сил на изогнутых наружу лопастях, которые расположены одна за другой в направления потока газа вдоль устройства 70. Также могут быть использованы другие устройства впуска газа, такие как колоколообразное приспособление для пара или отклоняющая пластина.A
Разделительная вихревая тарелка 62 может иметь тип, который описан, например, в заявках на европейские патенты ЕР 083811 или ЕР 1594589. Целесообразно, чтобы разделительная вихревая тарелка содержала несколько центробежных сепараторов жидкости или вихревых трубок, расположенных по поперечному сечению вихревой тарелки. На нижнем конце вихревых трубок расположено впускное отверстие для очищенного газа, а на верхних концах вихревых трубок расположено выпускное отверстие для газа и вихревые трубки содержат выпускные отверстия для отделенной жидкости. Выпускное отверстие 80 из вихревой тарелки для сухого газа расположено в верхней части сосуда 1.The
Отделенную жидкость выпускают из вихревой тарелки 62 через трубопровод 62а, целесообразно, чтобы эта жидкость поступала в нижнюю часть сосуда, но также возможен выпуск в промывочный лоток 3. При выборе положения выпуска принимают во внимание то, что при нормальной работе выпускное отверстие из выпускного трубопровода должен быть герметичен для жидкой фазы.The separated liquid is discharged from the
Под впускным устройством 70 расположен лоток 85 для сбора, предназначенный для отделения сточного колодца для жидкости, который формируют при нормальном функционировании в нижней части сосуда 1, от впускного устройства 70 и для направления жидкости, отделенной во впускном устройстве, к уровню 86 раздела углеводороды/вода, поддерживаемому в сточном колодце.Under the
Кроме того, нижняя часть сосуда 1 снабжена системой 90, 91 двойного водослива, позволяющей отделять воду отдельно от углеводородов.In addition, the lower part of the
Линия 95 выпуска воды расположена так, чтобы принимать воду из цилиндрического отделения 92 для воды, указанная линия сообщается с коллектором 50 для промывочной жидкости с целью подачи промывочной жидкости (в этом случае - воды) к промывочному лотку. Часть воды выпускают из сосуда 1 через линию 96 сброса, а свежую воду добавляют через линию 97 подпитки.The
Жидкие углеводороды можно удалить с помощью кольцеобразного отделения 98 для углеводородов, содержащего выпуск 99, при этом в указанное отделение углеводороды могут течь через водослив верхнего течения.Liquid hydrocarbons can be removed using an
Далее будет описано штатная эксплуатация сосуда 1, при этом будет показана работа промывочного лотка и способа, которые соответствуют изобретению.Next, the normal operation of the
Сосуд 1 может служить, например, сепаратором газ/жидкость, используемым в участке обработки газа установки получения сжиженного природного газа (СПГ). Участок обработки газа может содержать расположенный ниже по потоку блок удаления кислых газов (БУКГ), например, так называемый блок сульфинола.
Обычные условия эксплуатации сосуда 1 могут быть описаны в терминах параметра φ потока и коэффициента λ загрузки газом. Параметр φ потока определяется следующим образом: φ=ML/MG·sqrt(ρG/ρL), где ML и MQ - скорости массового расхода жидкости и газа, а ρL и ρG - плотности жидкости и газа соответственно. Параметр потока является подходящей мерой для загрузки жидкостью сосуда. Обычными значениями параметров потока, при которых будет применено настоящее изобретение, являются значения, меньшие 0,05, например, находящиеся в диапазоне от 0,001 до 0,05.The normal operating conditions of the
Загрузка газом может быть охарактеризована коэффициентом λ загрузки газом, который определяется следующим образом: λ=Q/A·sqrt(ρG/(ρL-ρG)), где Q - объемный поток газа (м3/час), А - доступная площадь (м2) поперечного сечения для потока газа в сосуде. Множитель под знаком квадратного корня отвечает за действие давления. Отношение Q/A также называется поверхностной скоростью газа. Обычные коэффициенты загрузки газом, при которых будет работать настоящее изобретение при нормальном функционировании, находятся в диапазоне λ=0,1-0,25, в частности λ=0,12-0,2.Gas loading can be characterized by gas loading coefficient λ, which is determined as follows: λ = Q / A · sqrt (ρ G / (ρ L -ρ G )), where Q is the volumetric gas flow (m 3 / h), A - available cross-sectional area (m 2 ) for gas flow in the vessel. The factor under the square root sign is responsible for the effect of pressure. The Q / A ratio is also called the surface velocity of the gas. Typical gas loading factors at which the present invention will operate under normal operation are in the range λ = 0.1-0.25, in particular λ = 0.12-0.2.
Диаметр сосуда 1 может, например, равняться 1,5 м. Обычно пропускная способность по отношению к газу есть величина порядка 1…10·106 стандартных м3/день (стандартных кубических метров в день). Обычно содержание жидкости в сырье, получаемом по линии 71, составляет 100-1000 л/час.The diameter of the
Коагулятор, содержащий проволочную сетку, недостаточно эффективен для объединения небольших капель жидкости, например таких капель, диаметр которых составляет 20 мкм и менее. Поток газа может содержать жидкие загрязнения, диаметр капель в которых составляет 20 мкм и менее, в частности 10 мкм и менее или 5 мкм и менее.A coagulator containing a wire mesh is not effective enough to combine small droplets of liquid, such as droplets whose diameter is 20 microns or less. The gas stream may contain liquid contaminants, the droplet diameter of which is 20 μm or less, in particular 10 μm or less or 5 μm or less.
Сырье поступает во впускное устройство 70 лопастного типа по линии 71 с целью предварительного отделения из потока газа больших капель жидкости и распределения потока газа по сосуду. В настоящей заявке может иметь место ситуация, когда поступающий газ не содержит или содержит малое количество капель, размеры которых настолько велики, что впускное устройство лопастного типа может их отделить при обычных условиях большой загрузки газом λ≥0,1. В этом случае впускное устройство в основном служит для распределения газа по поперечному сечению сосуда.The feed enters the vane-
Поток газа течет вверх по сосуду. Лоток 63 и кольцо 60 уплотнены так, что газ вынужден поступать в промывочный лоток 3 снизу. Целесообразно, чтобы диаметр, по меньшей мере 25% по весу, в частности по меньшей мере, 50% по весу жидких углеводородных загрязнений, которые поступают в промывочный лоток с вихревыми трубками, находится в диапазоне от 0,01 до 20 мкм, в частности от 0,05 до 10 мкм, в частности от 0,1 до 5 мкм.A stream of gas flows up the vessel.
Далее рассмотрим одно устройство 13 с вихревой трубкой промывочного лотка, такое как правая вихревая трубка, показанная на фиг.1 и 2. Газ поступает в вихревую трубку через впускное отверстие 19 и течет вдоль устройства 22 подачи жидкости.Next, consider one
Промывочная жидкость поступает в поток газа в вихревой трубке по впускному отверстию для промывочной жидкости устройство 22 подачи жидкости. Промывочную жидкость вводят через отверстие 26 подачи жидкости в устройство 13 с вихревой трубкой с помощью потока газа и благодаря действию газа, протекающего вдоль отверстия подачи жидкости, такому как разрыв пленки жидкости на острой кромке или остром краю, таким образом образуется смесь газ/жидкость, содержащая капли промывочной жидкости, рассеянные по потоку газа.The flushing fluid enters the gas stream in the vortex tube through the flushing fluid inlet of the
Капли промывочной жидкости и капли жидкого загрязнения взаимодействуют при течении вверх с потоком газа в участке 28 очистки. Целесообразно, чтобы этот процесс протекал по всему поперечному сечению трубки 15 и по этой причине полезно, чтобы в участке очистки практически не было вихревого движения, которое может вызвать центробежное разделение.Drops of flushing liquid and drops of liquid contamination interact upstream with a gas stream in the purification section 28. It is advisable that this process proceeds over the entire cross section of the
Перед тем, как перейти к подробному обсуждению процесса, соответствующего изобретению, рассмотрим взаимодействие капель промывочной жидкости и капель жидкого загрязнения. Не желая ограничиваться какой-либо конкретной теорией, автор настоящей заявки считает, что соответствующий механизм для функционирования настоящего изобретения представляет собой инерционные столкновения капель промывочной жидкости и капель жидкого загрязнения.Before proceeding to a detailed discussion of the process corresponding to the invention, we consider the interaction of droplets of washing liquid and droplets of liquid contamination. Not wanting to be limited to any particular theory, the author of this application believes that the corresponding mechanism for the functioning of the present invention is an inertial collision of droplets of washing liquid and drops of liquid contamination.
Благодаря малым размерам и массе капли загрязнения следуют за газом. Когда газ встречает каплю промывочной жидкости, рассеянную по потоку газа, и отклоняется, то инерция капель загрязнения может быть достаточна для прохождения через течение газа и для соударения с каплей промывочной жидкости. В документе «Venturi and other atomising scrubbers efficiency and pressure drop», автор С.Калверт (S.Calvert), AlChE Journal, том 16 (1970), стр.392-396, описан способ вычисления эффективности распыляющих газоочистителей, основанный на модели сбора частиц пыли, который происходит благодаря инерционным столкновениям.Due to their small size and mass, droplets of contamination follow the gas. When the gas encounters a droplet of washing liquid scattered along the gas stream and deviates, the inertia of the droplets of contamination may be sufficient to pass through the gas flow and to collide with a drop of washing liquid. Venturi and other atomizing scrubbers efficiency and pressure drop, by S. Calvert, AlChE Journal, Volume 16 (1970), pp. 392-396, describes a method for calculating the efficiency of atomizing scrubbers based on a collection model dust particles, which occurs due to inertial collisions.
Уменьшение Δcc концентрации cc загрязнений в газе на расстоянии Δz в газоочистителе может быть определено из следующего равенства:The decrease in Δc c of the concentration c c of contaminants in the gas at a distance Δz in the gas scrubber can be determined from the following equation:
где νg - скорость газа, νd - скорость капель промывочной жидкости, xd - объем фракции капель промывочной жидкости в смеси газ/жидкости, dd - диаметр капель промывочной жидкости и η - эффективность сбора одной капли. Параметр η может быть вычислен из эмпирического выраженияwhere ν g is the gas velocity, ν d is the velocity of the washing liquid droplets, x d is the volume of the fraction of the washing liquid droplets in the gas / liquid mixture, d d is the diameter of the washing liquid droplets, and η is the efficiency of collecting one drop. The parameter η can be calculated from an empirical expression
где κ - параметр инерционного столкновенияwhere κ is the inertial collision parameter
где ρс и dc - плотность и диаметр капель загрязнений и µg - вязкость газа.where ρ c and d c are the density and diameter of the droplets of contaminants and µ g is the viscosity of the gas.
В промывочном лотке с вихревыми трубками имеет место аналогичный механизм. Здесь также сравнительно малое количество жидкости рассеяно по потоку газа с целью улавливания частиц загрязнения, в этом случае небольших капель углеводородов и воды. Сильное место лотков с вихревыми трубками состоит в том, что они могут работать с большим отношением жидкости к газу. Благодаря внутренней рециркуляции жидкости, может быть установлено отношение промывочной жидкости к газу, равное 10 л/м3, порядок величины которого больше такой же величины для, например, скруббера Вентури. Рециркуляция жидкости будет подробно рассмотрена ниже.A similar mechanism takes place in the flushing tray with vortex tubes. Here, a relatively small amount of liquid is also dispersed along the gas stream in order to trap contamination particles, in this case small drops of hydrocarbons and water. The strong point of the vortex tube trays is that they can work with a large ratio of liquid to gas. Due to the internal liquid recirculation, the ratio of the flushing liquid to the gas can be set equal to 10 l / m 3 , the order of magnitude of which is greater than the same value for, for example, a Venturi scrubber. Liquid recirculation will be discussed in detail below.
На фиг.5 показаны эффективности Е=Δсс/cc улавливания промывочной жидкостью жидкого загрязнения, которые вычисляют на основе формул (1)-(3) и для обычных рабочих условий лотков с вихревыми трубками, то есть при фактических скоростях газа, находящихся в диапазоне от 1 до 2 м/с, и плотности газа, составляющей от 50 до 100 кг/м3. На фиг.5 упомянутые эффективности показаны как функции размера собирающих капель промывочной жидкости и для различных отношений L/G промывочная жидкость/газ.Fig. 5 shows the efficiencies E = Δc s / c c of the catching by the washing liquid of liquid contamination, which are calculated on the basis of formulas (1) - (3) and for the usual operating conditions of the trays with vortex tubes, that is, at actual gas velocities a range from 1 to 2 m / s, and a gas density of 50 to 100 kg / m 3 . In Fig. 5, the mentioned efficiencies are shown as functions of the size of the droplet-collecting wash liquid and for various L / G wash liquid / gas ratios.
Измерения распределения размера капель были выполнены для варианта осуществления вихревых трубок 13 с помощью устройства рассеивания жидкости с фиг.2 и было обнаружено, что средний размер капель (средний объем капли) равен 350 мкм. На основе размера капель и прогнозов эффективности с фиг.5 для отношения промывочной жидкости к газу, равного 10 л/м3, эффективность удаления капельного загрязнения ожидается равной 95%. Эта оценка, возможно, является заниженной, так как предполагается, что фактическое распределение размеров капель приводит к большим значениям эффективности.Measurements of the distribution of droplet size were performed for the embodiment of the
Целесообразно, чтобы для заданного размера капель загрязнений или распределения размера усредненный по объему размер капель промывочной жидкости и отношение промывочная жидкость/газ были выбраны таким образом, что, по меньшей мере, 90% по весу, предпочтительно, по меньшей мере, 95% по весу капель загрязнений улавливаются промывочной жидкостью, что можно проверить вычислениями, аналогичными тем, которые были рассмотрены в связи с обсуждением фиг.5. Усредненный по объему размер собирающих капель может равняться, например, 1000 мкм или меньше, 600 мкм или меньше, 400 мкм или меньше.It is advisable that for a given droplet size of contaminants or size distribution, the volume-average droplet size of the wash liquid and the wash liquid / gas ratio are selected so that at least 90% by weight, preferably at least 95% by weight droplets of contaminants are captured by the washing liquid, which can be verified by calculations similar to those that were considered in connection with the discussion of figure 5. The volume-averaged size of the collecting droplets may be, for example, 1000 microns or less, 600 microns or less, 400 microns or less.
Возвратимся к обсуждению нормального функционирования сосуда 1. У расположенного ниже по потоку конца участка 28 очистки поток газа содержит объединенные капли жидкости большего размера, которые были образованы из промывочной жидкости и капель жидкого загрязнения.Let us return to the discussion of the normal functioning of the
Этот поток газа проходит через или вдоль средства 30 придания завихрения. Подходящие средства придания завихрения известны в технике и обычно содержат одну или несколько наклоненных лопастей.This gas stream passes through or along the swirl means 30. Suitable swirling means are known in the art and typically contain one or more tilted blades.
Смеси газ/жидкость придают вихревое движение и жидкость отбрасывается наружу, по направлению к внутренней стенке трубки 15. Образуется насыщенный жидкостью поток или пленка, текущая вверх вдоль внутренней стенки. Отделенную жидкость, обходящую верхнюю кромку трубки 15 (и/или сквозные отверстия в стенке трубки), направляют с помощью направляющего средства 31 (содержащего, если возможно, чашеобразное выпускное отверстие 34 для газа) на верхнюю горизонтальную пластину 6. Поток газа, содержащий малое количество жидкости, проходит вверх.The gas / liquid mixtures give a swirling motion and the liquid is thrown outward, towards the inner wall of the
Жидкость собирают на верхней горизонтальной пластине. Там она смешивается с промывочной жидкостью, полученной из средства 50 подачи жидкости через выпускные отверстия 53. Жидкость из верхнего лотка 6 поступает в пространство 8 подачи жидкости через впускные отверстия 56. Максимальная высота жидкости на верхней пластине 6 определяется впускным отверстием 37 выпускной трубы 35, то есть высотой пространства 38 сбора жидкости при нормальном функционировании.The fluid is collected on an upper horizontal plate. There it mixes with the flushing fluid obtained from the liquid supply means 50 through the
Таким образом, промывочная жидкость циркулирует в промывочном лотке в замкнутом цикле. Целесообразно, чтобы промывочный лоток был выполнен таким образом, чтобы жидкость проходила от 2 до 50 рециркуляций в лотке, предпочтительно от 5 до 20 рециркуляций. Например, когда количество рециркуляций равно 10, чистый объем подачи промывочной жидкости, равный, скажем, 5 м3/час, эквивалентен пропусканию через промывочный лоток 50 м3/час промывочной жидкости. Рециркуляция может быть установлена с помощью гидравлической конструкции лотка. Жидкость, не участвующая в рециркуляции, проходит к нижней части сосуда 1 через выпускные трубы 35, которые целесообразно объединить в единый трубопровод выпускных труб, доходящий до нижней части сосуда.Thus, the washing liquid circulates in the washing tray in a closed cycle. It is advisable that the wash tray is designed so that the liquid passes from 2 to 50 recirculations in the tray, preferably from 5 to 20 recirculations. For example, when the number of recirculations is 10, the net volume of flushing fluid equal to, say, 5 m 3 / h is equivalent to passing 50 m 3 / h of flushing fluid through the flushing tray. Recirculation can be set using the hydraulic design of the tray. The liquid, not participating in the recirculation, passes to the lower part of the
Газ, выходящий из вихревых труб вверх через центральные выпускные отверстия 33 для газа, обычно все еще содержит жидкость. Показанные устройства 13 с вихревыми трубками не предназначены для максимального удаления жидкости, а реализуют комбинированную функцию очистки и разделения. Подходящая эффективность разделения составляет 90% и более, предпочтительно 95% и более. Жидкость, все еще остающаяся в газе, представляет собой объединение промывочной жидкости и жидкого загрязнения и размер капель в указанной жидкости обычно составляет 20 мкм в диаметре и более, что гораздо больше размера капель в жидком загрязнении в потоке газа. Для максимального удаления жидкости газ далее направляют вверх через кольцо 60 в специальный вторичный сепаратор газ/жидкость, разделительную вихревую тарелку 62.Gas escaping from the vortex tubes up through the central gas outlets 33 typically still contains liquid. Shown
В качестве альтернативы вторичный сепаратор в принципе также может представлять собой пакетную систему лопастей или проволочную сетку, но вихревая тарелка является предпочтительным вариантом, так как она может работать с высокой эффективностью и производительностью даже при сравнительно высоких давлениях.As an alternative, the secondary separator can in principle also be a batch system of blades or a wire mesh, but a vortex plate is the preferred option since it can operate with high efficiency and productivity even at relatively high pressures.
С помощью разделительной вихревой тарелки капли больших размеров могут быть удалены с высокой эффективностью, например с эффективностью, равной 98% и более. Очищенный газ выходит из разделительной вихревой тарелки и сосуда 1 через выпускное отверстие 80. Жидкость, отделенная разделительной вихревой тарелкой, направляют к нижней части сосуда 1.Using a separation vortex plate, large droplets can be removed with high efficiency, for example, with an efficiency of 98% or more. The purified gas leaves the separation vortex plate and
В нижней части осуществляется отделение воды и жидких углеводородов под воздействием силы тяжести. Система 90, 91 двойного водослива, расположенная в нижней части сосуда 1, позволяет осуществить раздельное удаление воды и углеводородов. Вода течет по водосливу 90 нижнего течения и водосливу 91 верхнего течения в цилиндрическое отделение 92 для воды, расположенное в сосуде по центру, и далее в выпускное отверстие 95 для воды. Углеводороды текут по водосливу верхнего течения в кольцеобразное отделение 98 для углеводородов, расположенное вдоль внешней стенки. Оттуда углеводороды извлекают через выпуск 99 для углеводородов. Высота водослива 91 верхнего течения и водослива верхнего течения кольцеобразного отделения 98 для углеводородов в комбинации с плотностями воды и углеводородами определяют положение уровня раздела и нормальный уровень жидкости (НУЖ) во впускном отделении.In the lower part, water and liquid hydrocarbons are separated by gravity. The
Лоток 85 для сбора, расположенный под впускным устройством 70 для газа, поддерживает оптимальное разделение жидкость/жидкость в нижней части сосуда. Показанный вариант осуществления изобретения содержит некоторое количество наклоненных пластин, направляющих жидкость, отделенную впускным устройством для газа, через выпускные трубы в сточный колодец для жидкости. Еще достоинства лотка для сбора состоят в том, что он препятствует вторичному захвату жидкости и также опусканию газа, что препятствует разделению жидкость/жидкость.The
Вариант осуществления лотка 3, показанный на фиг.1, содержит верхнюю и нижнюю пластины 6 и 7. Между пластинами сформировано пространство 8 подачи жидкости. На верхней части пластины 6 сформировано пространство 38 сбора жидкости и жидкость течет от пространства сбора жидкости через отверстия 56 в пространство подачи жидкости. Эта конструкция, в которой пространство сбора жидкости и пространство подачи жидкости отделены, может быть особенно полезной, если в специальном варианте осуществления несколько промывочных лотков расположены один над другим. Тогда выпускная труба 35 более высоко расположенного лотка может открываться в пространство подачи жидкости более низко расположенного лотка. Таким образом, может быть достигнута ступенчатая работа нескольких лотков. Тем не менее, во многих, если не в большинстве, случаев будет достаточно одного промывочного лотка. В этом случае и также для самого высоко расположенного лотка из набора лотков обычно не нужно располагать верхнюю пластину 6 лотка над (нижней) пластиной 7 лотка. В этом случае пространство 38 сбора жидкости и пространство 8 подачи жидкости совпадают.The embodiment of the tray 3 shown in FIG. 1 comprises an upper and
ПримерExample
Для иллюстрации нормального функционирования рассмотрим пример содержания жидкости в потоке газа в различных местах сосуда 1. В этом примере поток газа, поступающий через линию 71, содержит 200 л/час жидких углеводородных загрязнений в мелкодисперсной форме, причем указанные загрязнения, по существу, не отделяются из потока газа впускным устройством 70 лопастного типа. Коллектор воды подает в промывочный лоток 3 промывочную воду со скоростью 5000 л/час. Благодаря внутренней рециркуляции жидкости в промывочном лотке, причем в этом примере рециркуляция осуществляется 10 раз, эффективное пропускаемое количество промывочной жидкости составляет 50000 л/час. При эффективности улавливания, равной 95%, промывочной жидкостью будет улавливаться 190 л/час загрязняющей жидкости.To illustrate the normal functioning, let us consider an example of the liquid content in the gas stream in various places of the
Оставшиеся 10 л/час загрязнений не улавливаются и текут вверх с газом до разделительной вихревой тарелки, где они, по существу, не отделяются из-за своих малых размеров и выходят с газом из колонны. Центробежное разделение устройствами с вихревыми трубками промывочного лотка при предполагаемой эффективности, равной примерно 95%, приводит к 2510 л/час жидкости, которая течет вверх к разделительной вихревой тарелке, причем указанная жидкость состоит из 2500 л/час промывочной воды и 10 л/час загрязнений. 2680 л/час (то есть оставшиеся чистые 2500 л/час промывочной воды и 180 л/час жидких углеводородных загрязнений) направляют в сточный колодец для жидкости. Разделительная вихревая тарелка работает, например, с эффективностью отделения жидкости, равной примерно 98%, следовательно, 50-51 л/час жидкости (большая часть которой составляет промывочная жидкость) выходит из сосуда через выпускное отверстие 80 для газа, а оставшуюся жидкость также направляют в сточный колодец для разделения вода/углеводороды. Кроме жидких углеводородных загрязнений также могут присутствовать капли водных загрязнений, которые улавливаются аналогичным образом, но растворяются в промывочной воде. Поток 96 сброса, составляющий, например, 390 л/час, удаляют из рециркуляции воды и подходящий подпитывающий поток свежей воды добавляют по линии 97 с целью поддержания уровня промывочной жидкости в сточном колодце. После разделения вода/углеводороды в нижней части сосуда 190 л/час жидких углеводородов изолируют и удаляют из устройства сбора углеводородов.The remaining 10 l / h of contaminants are not captured and flow up with gas to the separation vortex plate, where they essentially do not separate due to their small size and exit the gas from the column. Centrifugal separation by devices with vortex tubes of the wash tray with an estimated efficiency of approximately 95% leads to 2510 l / h of liquid, which flows upward to the separation vortex plate, and this liquid consists of 2500 l / h of wash water and 10 l / h of contamination . 2680 l / h (i.e., the remaining clean 2500 l / h of flushing water and 180 l / h of liquid hydrocarbon contaminants) are sent to a sewage well for liquids. The separation vortex plate works, for example, with a liquid separation efficiency of about 98%, therefore, 50-51 l / h of liquid (most of which is washing liquid) leaves the vessel through the
Claims (10)
- использование расположенного в сосуде промывочного лотка, который содержит, по меньшей мере, одно устройство с вихревой трубкой, снабженное впускным отверстием для газа, впускным отверстием для промывочной жидкости и участком очистки, средством придания завихрения, расположенным ниже по потоку относительно участка очистки, выпускным отверстием для очищенного газа и выпускным отверстием для жидкости;
- впуск потока газа, содержащего капли жидкого загрязнения, по меньшей мере, в одну вихревую трубку через впускное отверстие для газа, по меньшей мере, одной вихревой трубки;
- впуск промывочной жидкости в поток газа, по меньшей мере, в одной вихревой трубке через впускное отверстие для промывочной жидкости для образования смеси газ/жидкость, в которой капли промывочной жидкости рассеяны по потоку газа;
- обеспечение возможности каплям промывочной жидкости и каплям жидкого загрязнения взаимодействовать в участке очистки;
- пропускание смеси газ/жидкость вдоль средства придания завихрения для осуществления центробежного разделения смеси газ/жидкость на очищенный газ и жидкость и
- удаление очищенного газа и жидкости из выпускного отверстия для очищенного газа и выпускного отверстия для жидкости.1. A method of removing droplets of liquid contaminants from a gas stream, comprising the following operations:
- the use of a flushing tray located in the vessel, which contains at least one device with a vortex tube, provided with a gas inlet, a washing liquid inlet and a cleaning section, swirling means located downstream of the cleaning section, an outlet for purified gas and a liquid outlet;
- an inlet of a gas stream containing droplets of liquid contamination into at least one vortex tube through a gas inlet of at least one vortex tube;
- the inlet of the washing liquid into the gas stream in at least one vortex tube through the inlet for the washing liquid to form a gas / liquid mixture in which droplets of the washing liquid are scattered along the gas stream;
- providing the possibility of droplets of washing liquid and drops of liquid pollution to interact in the cleaning area;
- passing the gas / liquid mixture along the swirl means to effect centrifugal separation of the gas / liquid mixture into purified gas and liquid; and
- removal of the purified gas and liquid from the outlet for the purified gas and the outlet for liquid.
- пластину лотка;
- пространство подачи жидкости, расположенное выше пластины лотка, и устройство с вихревыми трубками, при этом устройство с вихревыми трубками содержит трубку с впускным отверстием для газа, которое выходит из-под пластины лотка, тянется в направлении ниже по потоку и доходит до пластины лотка,
- средство рассеивания капель жидкости по газу, расположенное ниже по направлению потока относительно впускного отверстия для газа;
- средство придания завихрения, расположенное в трубке ниже по потоку относительно средства рассеивания жидкости; и
- направляющее средство, предназначенное для направления жидкости от верхнего конца открытой трубки на верхнюю горизонтальную пластину, указанный промывочный лоток дополнительно содержит средство подачи жидкости, предназначенное для подачи промывочной жидкости к лотку, при этом средство подачи жидкости содержит выпускное отверстие, расположенное на некотором расстоянии над пространством подачи жидкости.9. A washing tray intended for use in a vessel for removing droplets of liquid contamination from a gas stream using a washing liquid, comprising:
- tray plate;
- the fluid supply space located above the tray plate and the device with vortex tubes, while the device with vortex tubes contains a tube with a gas inlet that exits from under the tray plate, stretches in the downstream direction and reaches the tray plate,
- means for dispersing liquid droplets through the gas, located lower in the direction of flow relative to the gas inlet;
- swirling means located in the tube downstream of the liquid dispersing means; and
- a guide means for directing liquid from the upper end of the open tube to the upper horizontal plate, said flushing tray further comprises a liquid supply means for supplying washing liquid to the tray, while the liquid supply means comprises an outlet located at some distance above the space fluid supply.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP07111792 | 2007-07-05 | ||
| EP07111792.3 | 2007-07-05 | ||
| PCT/EP2008/058523 WO2009004036A1 (en) | 2007-07-05 | 2008-07-02 | Method of removing liquid contaminant droplets from a gas stream, and wash tray |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010103802A RU2010103802A (en) | 2011-08-10 |
| RU2475294C2 true RU2475294C2 (en) | 2013-02-20 |
Family
ID=38654925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010103802/05A RU2475294C2 (en) | 2007-07-05 | 2008-07-02 | Method of removing drops of contaminant from gas flow and rinsing chute |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8858686B2 (en) |
| AU (1) | AU2008270245B2 (en) |
| RU (1) | RU2475294C2 (en) |
| WO (1) | WO2009004036A1 (en) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013087866A1 (en) * | 2011-12-16 | 2013-06-20 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Contact and separation column and tray |
| US9192886B2 (en) | 2013-01-02 | 2015-11-24 | Koch-Glitsch, Lp | Cyclone, cyclone mist eliminator and method of use |
| DE102013107357A1 (en) * | 2013-07-11 | 2015-01-15 | L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Liquid redistributor |
| US9597622B2 (en) * | 2014-01-08 | 2017-03-21 | Exxonmobil Upstream Research Company | System and methods for removing entrained liquids |
| CN109985576B (en) * | 2017-12-29 | 2021-05-04 | 中国石油化工股份有限公司 | Gas-liquid mass transfer system |
| WO2020005553A1 (en) | 2018-06-29 | 2020-01-02 | Exxonmobil Upstream Research Company (Emhc-N1.4A.607) | Mixing and heat integration of melt tray liquids in a cryogenic distillation tower |
| US11306267B2 (en) | 2018-06-29 | 2022-04-19 | Exxonmobil Upstream Research Company | Hybrid tray for introducing a low CO2 feed stream into a distillation tower |
| US20230330607A1 (en) * | 2021-12-16 | 2023-10-19 | Streamline Innovations, Inc. | Co-current and Counter Contactor for Immiscible Fluids |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU526370A1 (en) * | 1974-12-10 | 1976-08-30 | Специальное Конструкторское Бюро Всесоюзного Научно-Производственного Объединения "Союзгазавтоматика" | Device for determining the intensity coefficient of isobaric condensation of natural and associated gases |
| EP0048508A2 (en) * | 1980-09-18 | 1982-03-31 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Apparatus for treating mixtures of liquid and gas |
| EP0562689A1 (en) * | 1992-03-25 | 1993-09-29 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Device for counter-currently contacting gas and liquid |
| WO1996038213A1 (en) * | 1995-06-02 | 1996-12-05 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Horizontal tray and column for contacting gas and liquid |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3254497A (en) * | 1962-08-24 | 1966-06-07 | Reed Roller Bit Co | Prevention of solid hydrates in the liquefaction of natural gases |
| US3630666A (en) * | 1969-07-30 | 1971-12-28 | Amoco Prod Co | Precontacting hydrogen sulfide containing gas streams with rich sulfinol |
| DE3269693D1 (en) | 1981-11-27 | 1986-04-10 | Shell Int Research | Apparatus for separating mixtures of liquid and gas |
| US4692179A (en) * | 1982-05-03 | 1987-09-08 | Advanced Extraction Technologies, Inc. | Process for using alkyl substituted C8-C10 aromatic hydrocarbons as preferential physical solvents for selective processing of hydrocarbon gas streams |
| EP0195464B1 (en) | 1985-03-05 | 1989-04-19 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Column for removing liquid from a gas |
| US5298228A (en) * | 1992-09-08 | 1994-03-29 | Atlantic Richfield Company | Method and apparatus for treating hydrocarbon gas streams contaminated with carbonyl sulfide |
| TWI313186B (en) * | 2003-02-10 | 2009-08-11 | Shell Int Research | Removing natural gas liquids from a gaseous natural gas stream |
| US7841585B2 (en) | 2003-02-21 | 2010-11-30 | Shell Oil Company | Separation tray |
| JP3943042B2 (en) * | 2003-02-26 | 2007-07-11 | 東洋エンジニアリング株式会社 | Tar-containing gas cleaning method and apparatus, and combustible gas production method and apparatus |
-
2008
- 2008-07-02 WO PCT/EP2008/058523 patent/WO2009004036A1/en active Application Filing
- 2008-07-02 RU RU2010103802/05A patent/RU2475294C2/en not_active IP Right Cessation
- 2008-07-02 US US12/667,728 patent/US8858686B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-07-02 AU AU2008270245A patent/AU2008270245B2/en not_active Ceased
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU526370A1 (en) * | 1974-12-10 | 1976-08-30 | Специальное Конструкторское Бюро Всесоюзного Научно-Производственного Объединения "Союзгазавтоматика" | Device for determining the intensity coefficient of isobaric condensation of natural and associated gases |
| EP0048508A2 (en) * | 1980-09-18 | 1982-03-31 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Apparatus for treating mixtures of liquid and gas |
| EP0562689A1 (en) * | 1992-03-25 | 1993-09-29 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Device for counter-currently contacting gas and liquid |
| WO1996038213A1 (en) * | 1995-06-02 | 1996-12-05 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Horizontal tray and column for contacting gas and liquid |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010103802A (en) | 2011-08-10 |
| AU2008270245B2 (en) | 2011-03-24 |
| AU2008270245A1 (en) | 2009-01-08 |
| US20120103193A1 (en) | 2012-05-03 |
| WO2009004036A1 (en) | 2009-01-08 |
| US8858686B2 (en) | 2014-10-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2475294C2 (en) | Method of removing drops of contaminant from gas flow and rinsing chute | |
| EP0195464B1 (en) | Column for removing liquid from a gas | |
| US7594942B2 (en) | Gas/liquid separator | |
| CA2478269C (en) | Device and method for treating a gas/liquid mixture | |
| CA2464907A1 (en) | Method and apparatus for separating immiscible phases with different densities | |
| US4755198A (en) | Column for treating gases | |
| RU2650967C1 (en) | Method for purifying gases and device therefor | |
| US20130312609A1 (en) | Apparatus and methods for filtration of solid particles and separation of liquid droplets and liquid aerosols from a gas stream | |
| US4948396A (en) | Compound vortex filtering apparatus | |
| JPH0440054B2 (en) | ||
| US4364833A (en) | Apparatus for removing substances from a mixture | |
| US3656279A (en) | Gas scrubber | |
| CN219539840U (en) | Separator for dust-containing process gas | |
| CN118179178B (en) | Coal bed gas filter | |
| RU2729572C1 (en) | Separator for gas cleaning | |
| RU48277U1 (en) | SEPARATOR | |
| RU2534634C2 (en) | Separator-lock trap and method of its application | |
| RU2299757C2 (en) | Screen-separator | |
| JP6939719B2 (en) | Particle recovery device and particle recovery method | |
| RU207906U1 (en) | INERTIAL-GRAVITATIONAL MUD FILTER WITH TANGENTIAL WATER SUPPLY | |
| CN102872668A (en) | Agglomerate cyclone separator | |
| RU2729239C1 (en) | Vortex separator of compressed gas | |
| JP6930273B2 (en) | Particle recovery method | |
| AU613862B2 (en) | Filtering apparatus | |
| SU1074571A1 (en) | Separator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130703 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20140720 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150703 |